Вибрация всего тела вызывает короткий или длительный латентный мышечный рефлекс (WBV-IMR)

Цель: Вибрация всего тела (WBV) вызывает рефлекторный ответ в мышцах. Физиологические механизмы, лежащие в основе этого рефлекса, объясняются активацией мышечных веретен (рефлекс, вызванный растяжением) или остеоцитов (рефлекс костной миорегуляции). Сообщалось, что латентность WBV-индуцированного мышечного рефлекса (WBV-IMR) была значительно больше, чем латентность T-рефлекса как рефлекса, вызванного растяжением, или почти равна латентности T-рефлекса в литературе. Гипотеза этого исследования заключалась в том, что WBV активирует различные рецепторы или рефлекторные пути в зависимости от интенсивности вибрации. Целью данного исследования было проверить эту гипотезу.

Методы: 2.1. Участники

В это исследование были включены одиннадцать молодых, здоровых мужчин-добровольцев с доминирующей правой рукой. Средний возраст участников составил 25,4 ± 4,7 года, средний рост – 176,5 ± 6,7 см, средняя масса тела – 77,8 ± 13,8 кг. Все добровольцы дали письменное информированное согласие на экспериментальные процедуры, которые соответствовали Хельсинкской декларации и были одобрены местным комитетом по этике (Комитет по оценке клинических исследований медицинского факультета Университета Йедитепе, Стамбул; 2016/564).

2.2. Процедура Перед индукцией WBV были получены контрольные записи T-рефлекса, а затем участники выполнили 15-секундный пробный протокол WBV, чтобы ознакомиться с процедурой. После записи контрольных Т-рефлексов, протокола испытания и 15-секундного отдыха участники получили три набора стимулов WBV и T-рефлекса во время WBV. В первом подходе применялась слабая вибрация. В следующих подходах применялась умеренная и сильная вибрация соответственно. Вибрационные характеристики трех комплектов приведены в табл. 1. Набор WBV состоял из четырех периодов вибрации, каждый продолжительностью 60 с, с 5-секундными интервалами отдыха между периодами. В каждом подходе использовались частоты WBV 25, 29, 33 и 37 Гц. Данные поверхностной электромиографии (SEMG) и акселерометра были получены, когда участники стояли вертикально на вибрационной платформе с разогнутыми коленями. Участники были босиком и стояли прямо на вибрационной платформе. Вся пластина колебалась с линейным движением вверх и вниз. Два устройства WBV (Power-Plate®Pro5, PowerPlate® International, Ltd. Лондон, Великобритания) использовались в настоящем исследовании. Один из них использовался для приложения умеренной и сильной вибрации. Другое устройство WBV было модифицировано для ослабления интенсивности вибрации и использовалось для приложения слабой вибрации.

2.3. Записи данных Записи как T-рефлекса, так и WBV-IMR были получены с использованием SEMG. Электроды Ag/AgCl (KENDALL®Covidien) с радиусом диска 10 мм накладывали на расстоянии 20 мм друг от друга на брюшко правой камбаловидной мышцы на выбритую кожу, очищенную спиртом, в соответствии с рекомендациями Поверхностной электромиографии для не- Проект инвазивной оценки мышц (SENIAM) (Hermens et al., 2000). Заземляющий электрод располагался на латеральной лодыжке. Частота дискретизации была выбрана равной 10 кГц.

Очень легкий (2,9 г) трехосный пьезоакселерометр МЭМС (LIS344ALH, полная шкала ± 6 г, линейный акселерометр, ECOPACK®) был прикреплен скотчем к правому ахиллову сухожилию участника, чтобы определить время начала механического стимула для Т- рефлекс и измерить интенсивность удара рефлекторного молоточка по ахиллову сухожилию (ахиллесов акселерометр). Аналогичные акселерометры закреплены на платформах WBV для определения времени начала механического воздействия на WBV-IMR (платформенные акселерометры). В данном исследовании использовалась единица ускорения м/с2.

Изготовленным на заказ рефлекторным молоточком постукивали по правому ахиллову сухожилию непосредственно каудальнее акселерометра с силой около 19,6 Н. Перед вибрацией и в каждом сеансе вибрации ахиллово сухожилие постукивали десять раз с интервалом между постукиваниями примерно 3 с.

2.4. Обработка данных Данные SEMG и акселерометра были записаны с использованием системы сбора данных PowerLAB® (ADInstruments, Оксфорд, Соединенное Королевство), а данные были проанализированы в автономном режиме с использованием LabChart7® (версия 7.3.7, ADInstruments, Оксфорд, Великобритания). Использовалась частота дискретизации 10 кГц. Все записи акселерометра были отфильтрованы фильтром верхних частот, установленным на 5 Гц. Все записи ЭМГ были отфильтрованы с использованием полосового фильтра от 60 до 500 Гц.

Для каждого сеанса вибрации определяли максимальные размахи (PPmax) амплитуд Т-рефлекса. Амплитуда WBV-IMR выражалась как среднеквадратичное значение (RMS). Амплитуда PPmax Т-рефлекса и среднеквадратичная амплитуда WBV-IMR, зарегистрированная во время сильной WBV, использовалась для нормализации амплитуды PPmax T-рефлекса и среднеквадратичной амплитуды WBV-IMR, зарегистрированной до WBV или во время слабой и умеренной WBV.

В настоящем исследовании латентность рефлекса определялась как время между началом механического стимула и началом пика ЭМГ на кумулятивной средней кривой, оба из которых были определены с использованием метода кумулятивного среднего, как описано ранее (Karacan et al. ). Положительные пики исправленных данных ЭМГ использовались в качестве триггера для усреднения данных акселерометра и исправленных данных ЭМГ. Точка на кумулятивной средней кривой данных акселерометра платформы, где стандартная ошибка (SE) была самой низкой, считалась точкой начала стимула. Точка на кумулятивной средней кривой исправленных данных ЭМГ, где СЭ была самой низкой, считалась точкой начала пика ЭМГ. Средний рост молодых взрослых мужчин в стране (175 см) использовался для нормализации латентности Т-рефлекса и WBV-IMR (Cidem et al.).

2.5. Меры предосторожности в отношении произвольных мышечных сокращений и двигательных артефактов Были приняты пять мер: 1) участников попросили использовать рукоятки устройства WBV для сохранения равновесия. Чувство равновесия может ухудшиться во время WBV. Следовательно, мышцы могут быть активированы для восстановления равновесия во время WBV. 2) Перед испытаниями WBV участников просили расслабиться и не делать произвольных сокращений мышц нижних конечностей. Эта инструкция была предоставлена ​​​​в устном ответе исследователем, который контролировал записи SEMG с экрана. Если среднеквадратичная амплитуда ЭМГ была ниже пяти микровольт во время этой инструкции, считалось, что участник выполнил мышечную релаксацию, 3) применялся пробный протокол для ознакомления с вибрацией, 4) все кабели были тщательно приклеены к коже, чтобы минимизировать движение. артефакты, 5) все записи ЭМГ были отфильтрованы, чтобы избежать артефактов движения, вызванных WBV (Sebik et al., 2013).

2.6. Статистический анализ. Нормальное распределение данных было подтверждено с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Непрерывные переменные суммировались как среднее арифметическое и стандартное отклонение (SD).

Парный выборочный t-критерий использовали для анализа статистической разницы в амплитуде WBV-IMR между слабой и умеренной WBV. Тест повторных измерений общей линейной модели использовался для сравнения латентности Т-рефлекса, латентности WBV-IMR или амплитуды PPmax Т-рефлекса между сеансами. Порог альфа (α) был выбран равным 0,05. Тест Бонферрони применялся для попарных сравнений (PostHoc анализ). При использовании шкалы Бонферрони (уровень значимости для каждого парного сравнения равен α/m, m — количество парных сравнений) значимыми считались результаты со значением p ≤ 0,017. Для всех данных рассчитывали доверительный интервал (ДИ), среднее значение и стандартную ошибку (СО). При сравнении средних значений двух наборов данных, если ±95% ДИ одного набора данных включало среднее значение другого набора данных, было установлено, что нет статистической разницы между средними значениями двух наборов данных. В качестве пакета программного обеспечения для управления данными использовалась статистика PASW (ранее SPSS Statistics) для Windows.